Методические указания по выполнению задания 5

4.1. Основные геометрические параметры цилиндрических зубчатых колес.

Делительные окружности - соприкасающиеся окружности пары колес, катя­щиеся одна по другой без скольжения. Диаметр делительной окружности - d. Шаг зацепления P_t – расстояние между одноименными профильными по­верхностями соседних зубьев, измеренное по дуге делительной окружности. Модуль m- отношение диаметра делительной окружности к числу зубьев ко­леса, т.е. d= m×z.

Высота головки зуба h_a – расстояние между делительной окружностью и ок­ружностью выступов (вершин) зубьев; h_a =m. Высота ножки h_f – расстояние между делительной окружностью и окружностью впадин; h_f =1,25m, при m≥1мм. Ширина зубчатого венца b - расстояние по нормали между торцовыми по­верхностями рабочей части зубчатого колеса. Угол профиля исходного кон­тура α=20⁰.

Для заданных условий d=m×z=4×25=100 мм. Остальные параметры опреде­лим позже.

4.2. Нормы точности зубчатых колес.

При назначении допусков на зубчатые колеса для достижения качественной работы зубчатой передачи руководствуются следующими требованиями:

- обеспечение необходимой кинематической точности, т.е. согласованности углов поворота ведущего и ведомого колес передачи;

- обеспечение необходимой плавности работы, т.е. ограничения цикличе­ских погрешностей, многократно повторяющихся за один оборот колеса;

- обеспечение необходимой степени контакта зубьев, т.е. такого прилегания зубьев по длине и высоте, при котором нагрузка от одного зуба к другому передается по контактным линиям, максимально использующим всю ак­тивную поверхность;

- обеспечение необходимой величины бокового зазора для устранения закли­нивания зубьев при работе и ограничения мертвых ходов в передаче.

По каждому из видов норм точности (кроме норм бокового зазора) установ­лены десять степеней от 3 до 12-й. К нормам точности относятся допуски и отклонения, ограничивающие отдельные виды погрешностей. Каждая норма характеризуется рядом показателей, выбор которых зависит от конкретных условий производства и эксплуатации. Показатели объединены в комплексы, каждый из которых имеет свой номер. Эти комплексы приведены в таблицах 2 (стр.426), 7 (стр.435), 12 (стр.444) [1].

При определении норм бокового зазора в передаче исходят из необходимости обеспечения условий подачи смазки к зубьям, устранения заклинивания при нагреве, компенсации погрешностей изготовления и монтажа. Для удовле­творения различных требований предусмотрено шесть видов сопряжений, определяющих различные значения минимально гарантированного бокового зазора j_{n min} – A,B,C,D,E,Н (в порядке уменьшения бокового зазора).

Соответственно имеется ряд значений допусков, которые могут быть назна­чены на размер j _{n min} - a, b, c, d, h, x, y, z.

Обозначение норм точности зубчатых колес содержит указание степеней точности по нормам кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев, вида сопряжения последовательно. Например, обозначение 8-7-7-D понимается так:

- 8 - степень точности по нормам кинематической точности;

- 7 - степень точности по нормам плавности;

- 7 - степень точности по нормам контакта зубьев;

- D - вид сопряжения, определяющий величину бокового зазора, с допуском d.

Если указана одна цифра, то это значит, что все три группы норм имеют одну степень точности.

4.3. Выбираем номера комплексов точности по каждой группе норм. Напри­мер, по нормам кинематической точности для степени точности 8-й и дели­тельному диаметру d = 100 мм выбираем по таблице 2 на стр.426 [1] комплекс III. Для него по таблице 5 на стр. 431 находим:

- допуск на радиальное биение зубчатого венца Fr=50 мм;

- допуск на погрешности обката F_c =28 мм.

По нормам плавности из таблицы 7, на стр.435 выбираем показатель- колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir^˝, а по таблице 10, на стр. 440, для степени точности 7-й, модуля m= 4 мм, делительного диаметра d=100 мм находим f_ir^˝ = 45 мкм.

По нормам контакта зубьев, из таблицы 12, на стр. 444 выбираем показатели ком­плекса VIII – допуск параллельности осей fx и допуск на перекос осей f_y, а из таблицы 15, на стр. 449, находим f_x и f_y в зависимости от ширины венца зубча­того колеса. Его следует определить, исходя из отношения ширины венца к делительному диаметру колеса, изображенного на чертеже узла. Для выбран­ного примера

b= 25/80×100=31 мм.

Итак, допуски f_x= 11 мм, f_y = 6 мм.

По нормам бокового зазора из таблицы 16, на стр. 450, выбираем комплекс:

- наименьшее дополнительное смещение исходного контура зубчатого ко­леса- E_hs;

- допуск на смещение исходного контура T_h.

Из таблицы 19, на стр.454, находим численные значения этих показателей в зави­симости от делительного диаметра колеса E_hs = -60 мм. Допуск T_h зависит от вида сопряжения и допуска F_r на радиальное биение зубчатого венца (см. выше). Для F_r = 50 мкм допуск T_h =90 мкм.

4.4. На рисунке 5.1, показан эскиз зубчатого колеса, выполненного в соответствии с проведенными расчетами. При этом:

- размер посадочного отверстия выбран пропорционально размеру делительного диаметра (по чертежу на рис. 1);

- размеры шпоночного паза определяются в соответствии с методическими указаниями раздела IV;

- задание для контроля зубчатого колеса можно назначить, исходя из норм бокового зазора. Так как при этом нормируется дополнительное смещение Еhs и допуск Тh, то и изменение размеров зуба можно контролировать показателями: постоянная хорда и расстояние до постоянной хорды .

Эти значения можно определить по формулам:

=1.387m, =0.748m.

Предельные отклонения на размер постоянной хорды определяются при помощи таблиц 29, на стр. 463 и 30 на стр. 464 [1].

Рис. 5.1. Эскиз зубчатого колеса